Explosión rápida de radio: estudios revelan detalles sobre el origen

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Más de 15 años después del descubrimiento de las ráfagas de radio rápidas, una nueva investigación ha desentrañado el misterio de los orígenes y la profundidad de estos fenómenos en el espacio profundo.

Las ráfagas de radio rápidas, o FRB, son emisiones potentes y brillantes de ondas de radio que van desde una fracción de milisegundo hasta unas pocas milésimas de segundo, cada una de las cuales produce energía equivalente a la producción anual del Sol.

Investigaciones recientes han sugerido que algunas FRB se originan en magnetares, que son estrellas de neutrones con campos magnéticos extremadamente fuertes. Se ha encontrado una explosión de radio rápida en la vía láctea Estaba asociado con un magnetar, según un estudio de 2020.

Pero los científicos aún no han determinado los orígenes de los FRB cósmicos, que se encuentran a miles de millones de años luz de distancia. Es un dilema que ha llevado a un equipo internacional de científicos a ver qué puede aprender de las observaciones de casi 1900 ráfagas de una fuente de ráfagas de radio rápida activa fuera de nuestra galaxia llamada FRB 20201124A, según estudiar Publicado el 21 de septiembre en Nature.

Las emisiones asociadas con FRB 20201124A ocurrieron durante 82 horas durante 54 días en la primavera de 2021, lo que la convierte en una de las ráfagas de radio rápidas más enérgicas. Era visible a través del radiotelescopio más grande del mundo: el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros, o FAST.

Durante los primeros 36 días, el equipo de estudio se sorprendió al ver diferencias irregulares y de corta duración en la escala de rotación de Faraday, que mide la intensidad del campo magnético y la densidad de partículas en las proximidades de FRB 20201124A. Una escala de giro más grande significa que el campo magnético cerca de la fuente de la ráfaga de radio es más fuerte, más intenso o ambos, y una escala más pequeña significa lo contrario, dijo el coautor del estudio y astrofísico Bing Zhang por correo electrónico.

«Esto no refleja el inicio (de la vida) de la FRB», dijo Zhang, director fundador del Centro de Astrofísica de la Universidad de Nevada, Las Vegas. «La fuente FRB ha estado allí durante mucho tiempo, pero ha estado dormida la mayor parte del tiempo. A veces se despierta (esta vez durante 54 días) y emite muchos latidos».

Las escalas subieron y bajaron durante ese período de tiempo, luego se detuvieron durante los últimos 18 días antes de que el FRB disminuyera, «lo que indica que la fuerza y/o intensidad del campo magnético a lo largo de la línea de visión en las cercanías de la fuente FRB está cambiando con el tiempo «, agregó Zhang. Indica que el entorno de origen de FRB está evolucionando dinámicamente, con cambios rápidos en los campos magnéticos, la densidad o ambos».

«Lo comparo con filmar una película que rodea la fuente FRB, y nuestra película reveló un entorno magnético complejo y en evolución dinámica que nunca antes se había imaginado», dijo Zhang en un comunicado de prensa.

a Modelo físico Otro equipo de investigadores sugirió, basándose en las observaciones de FRB 20201124A, que FRB procedía de un sistema binario a unos 8.480 años luz de distancia que contiene una estrella magnetar y Be, que es una estrella mucho más grande y caliente que orbita más rápido que el Sol, según un estudio separado publicado el 21 de septiembre en la revista Nature Communications.

Los investigadores encontraron que el complejo magnetoambiente de la explosión de radio se encuentra dentro de una unidad astronómica (la distancia entre la Tierra y el Sol) desde su fuente.

También descubrieron que la explosión se originó en una estrecha galaxia espiral rica en metales de tamaño similar a la Vía Láctea, utilizando los telescopios Keck de 10 metros en Mauna Kea, Hawái. La fuente del estallido de radio se encuentra entre los brazos espirales de la galaxia, donde no se produce una formación estelar significativa, por lo que es poco probable que el origen fuera únicamente una magnetar, según el coautor de Nature Study, Sobu Dong, profesor asociado del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica. en la Universidad de Pekín.

«Tal ambiente no es directamente predecible para un magnetar aislado», dijo Zhang en un comunicado de prensa. «Puede haber algo más cerca del motor FRB, tal vez sea un compañero binario».

Los autores dijeron que el estudio de modelado debería alentar una mayor investigación sobre las señales de ráfagas de radio rápidas de los binarios Be star/rayos X.

“Estas notas nos llevaron de vuelta a la mesa de dibujo”, dijo Zhang. «Los FRB son claramente más enigmáticos de lo que imaginamos. Se necesitan más campañas de observación de múltiples longitudes de onda para revelar aún más la naturaleza de estos organismos».